WebGL 响应上下文丢失解决方案

响应上下文丢失

WebGL使用了计算机的图形硬件，而这部分资源是被操作系统管理，由包括浏览器在内的多个应用程序共享。在某些特殊情况下，如另一个程序接管了图形硬件，或者操作系统进入休眠，浏览器就会失去使用这些资源的权利，并导致存储在硬件中的数据丢失。在这种情况下，WebGL绘图上下文就会丢失。比如，如果你正在一台笔记本电脑或智能手机上运行WebGL程序，如下图（左）所示，然后使其进入休眠状态，通常此时浏览器的控制台会显示一条错误新消息。当你将电脑或手机重新唤醒后，操作系统确实回到了休眠前的状态，但是浏览器中运行的WebGL程序却不见了，如下图（右）所示。网页的背景色是白色，所以浏览器上一片空白。

比如，当你运行RotatingTriangle程序并使计算机进入休眠，控制台上可能会显示：

WebGL error CONTEXT_LOST_WEBGL in uniformMatrix4fv（［object WebGLUniformLocation，false，［object Float32Array］］

这条信息表示，系统进入休眠状态前或被唤醒后，浏览器正在调用gl.uniform-Matrix4fv（）函数并出错了。这条消息的具体内容依赖于进入上下文丢失时程序正在做什么。这一节就来解释如何处理上下文丢失的问题。

如何响应上下文丢失

如前所述，在某些情况下，上下文可能会丢失。实际上，WebGL提供了两个事件来表示这种情况，上下文丢失事件 （webglcontextlost）和上下文恢复事件（webglcontextrestored）。如表10.4所示。

上下文事件

当上下文事件丢失的时候，由getWebGLContext（）函数获得的渲染上下文对象gl就失效了，而之前在gl上的所有操作，如创建缓冲区对象和纹理对象、初始化着色器、设置背景色等等，也都失效了。浏览器重置WebGL系统后，就触发了上下文恢复事件，这时我们需要重新完成上述步骤。在JavaScript中保存的变量不会受到影响，可以照常使用。

研究示例代码前，我们需要使用＜canvas＞的addEventListener（）函数注册上下文丢失事件和上下文恢复事件的响应函数。你应该还记得，之前我们直接通过＜canvas＞元素的onmousedown属性来注册鼠标事件响应函数，但是＜canvas＞并不支持某个特殊的属性来注册关于上下文事件的响应函数，所以必须使用addEventListener（）函数。

示例程序（RotatingTriangle_contextLost.js）

我们建立了示例程序RotatingTriangle_contextLost ，该示例程序修改了RotatingTriangle，使其能够处理上下文丢失事件，如上所示。如下显示了程序的代码。

javascript 复制代码

var VSHADER_SOURCE =
  'attribute vec4 a_Position;\n' +
  'uniform mat4 u_ModelMatrix;\n' +
  'void main() {\n' +
  '  gl_Position = u_ModelMatrix * a_Position;\n' +
  '}\n';
var FSHADER_SOURCE =
  'void main() {\n' +
  '  gl_FragColor = vec4(1.0, 0.0, 0.0, 1.0);\n' +
  '}\n';

function main() {
  var canvas = document.getElementById('webgl'); // 获取canvas元素
  // 注册事件响应函数以处理上下文丢失和恢复事件
  canvas.addEventListener('webglcontextlost', contextLost, false); 
  canvas.addEventListener('webglcontextrestored', function(ev) { start(canvas); }, false);
  start(canvas);   // 开始与WebGL相关的过程
}

var ANGLE_STEP = 45.0;
var g_currentAngle = 0.0; // 从局部变量改为全局变量
var g_requestID; // requestAnimationFrame() 函数的返回值
function start(canvas) {
  // 获取WebGL渲染上下文
  var gl = getWebGLContext(canvas);
  if (!initShaders(gl, VSHADER_SOURCE, FSHADER_SOURCE)) return
  var n = initVertexBuffers(gl);   // Write the positions of vertices to a vertex shader
  gl.clearColor(0.0, 0.0, 0.0, 1.0);   // Specify the color for clearing <canvas>
  var u_ModelMatrix = gl.getUniformLocation(gl.program, 'u_ModelMatrix');
  var modelMatrix = new Matrix4();   // Create a model matrix
  var tick = function() {    // Start drawing
    g_currentAngle = animate(g_currentAngle);                // Update current rotation angle
    draw(gl, n, g_currentAngle, modelMatrix, u_ModelMatrix); // Draw the triangle
    g_requestID = requestAnimationFrame(tick, canvas);       // Reregister this Function again
  };
  tick();
}

function contextLost(ev) { // 上下文丢失事件响应函数
  cancelAnimationFrame(g_requestID); //  停止动画
  ev.preventDefault();  // 阻止默认行为
}

function initVertexBuffers(gl) {
  var vertices = new Float32Array ([
    0.0, 0.5,   -0.5, -0.5,   0.5, -0.5
  ]);
  var n = 3;   // The number of vertices
  var vertexBuffer = gl.createBuffer();
  gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, vertexBuffer);
  gl.bufferData(gl.ARRAY_BUFFER, vertices, gl.STATIC_DRAW);
  var a_Position = gl.getAttribLocation(gl.program, 'a_Position');
  gl.vertexAttribPointer(a_Position, 2, gl.FLOAT, false, 0, 0);
  gl.enableVertexAttribArray(a_Position);
  gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, null);
  return n;
}

function draw(gl, n, currentAngle, modelMatrix, u_ModelMatrix) {
  modelMatrix.setRotate(currentAngle, 0, 0, 1);
  gl.uniformMatrix4fv(u_ModelMatrix, false, modelMatrix.elements);
  gl.clear(gl.COLOR_BUFFER_BIT);
  gl.drawArrays(gl.TRIANGLES, 0, n);
}

var g_last = Date.now();
function animate(angle) {
  var now = Date.now();
  var elapsed = now - g_last;
  g_last = now;
  var newAngle = angle + (ANGLE_STEP * elapsed) / 1000.0;
  return newAngle %= 360;
}

处理上下文丢失的过程与着色器没有关系，而发生在main（）函数中。本例的main（）函数非常简单：首先分别注册上下文丢失和上下文恢复事件响应函数（第15、16行），然后调用start（）方法（第17行），就结束了。

start（）函数执行了RotatingTriangle.js中main（）函数的大部分逻辑（第23行），当上下文丢失又恢复后，应当再次调用该函数。为了处理上下文恢复时重新初始化WebGL程序，start（）函数有两处重要的改变。

首先，程序将三角形的当前角度存储在全局变量g_currentAngle而不是局部变量中（第21行），这样当上下文恢复之后，就能从中获取角度以绘制三角形。其次，为了在上下文丢失后停止动画（即停止反复调用tick（）函数），程序还将requestAnimationFrame（）函数的返回值保存在全局变量g_requestID中（第22行）。

下面来看上下文事件响应函数。上下文丢失事件响应函数contextLost（）只有两行，停止调用产生动画的函数以保证在上下文恢复之前不再尝试重绘（第40行），以及阻止浏览器对该事件的默认处理行为（第41行）。浏览器对上下文丢失事件的默认处理行为是，不再触发上下文恢复事件，而本例需要触发该事件，所以我们要阻止浏览器的默认行为。

上下文恢复事件响应函数很简单，直接调用start（）函数以重置WebGL系统，所以我们将其定义为匿名函数（第16行）。

注意，当触发上下文丢失事件时，浏览器总会在控制台显示下面这样一行警告：

WARNING: WebGL content on the page might have caused the graphics card to reset

通过响应上下文丢失事件，WebGL程序就能够在上下文丢失的情况下也能正常运行。